牵张对神经突起导向生长相关分子Netrin 1和Septin 7表达的影响及机制研究

神经系统发育与再生的关键是神经突起的导向连接。有研究表明，牵张对神经突起的生长发育是有影响的，但牵张对神经突起的导向生长的分子调节机制尚不明确。本项目选取与Rho GTPases信号通路调节相关的分子，即突起生长导向因子Netrin 1和细胞骨架蛋白Septin 7，研究牵张对神经突起的导向生长的影响及其分子调节机制。通过原代神经细胞培养、免疫荧光、MTT、Real-time PCR、Western Blot 和免疫共沉淀等方法，对牵张作用后脊髓神经细胞内的Netrin 1、Septin 7及Rho信号通路分子的表达进行检测，并通过对大鼠L5脊椎牵拉，进行动物在体研究。本项目综合牵张和神经突起导向生长两方面, 研究牵张对神经突起导向生长的影响以及相关Rho信号通路分子调节机制，探索牵张对神经突起导向生长的作用机理，为临床脊柱病变治疗和神经系统的再生与功能重建提供新的科学思路。

神经系统发育与再生的关键是神经突起的导向连接，而在神经突触发生导向延伸的过程中，机械性牵张可以定向牵拉着神经突起的迁移方向，促进神经突起的正确连接，形成功能性突触。因此，神经突起的导向连接是神经行使功能的关键，本项目研究了牵张对神经突起导向连接的分子作用机制，为神经损伤修复提供科学依据。本研究对体外原代培养的脊髓背根神经元进行牵张力加载，分别从2.5%，5.0%，7.5%，10%，最大到20%的拉伸应力，作用时间从1h，4h.8h,12h,24h等进行加载。实验结果发现牵张作用的最佳条件是：2.5%，1h。而随着作用强度和作用时间的增加，神经细胞产生损伤凋亡，进一步采用甘丙肽作用阻断了神经突起的断裂损伤，揭示了甘丙肽作为神经保护剂，通过其II型受体，阻断了凋亡相关基因Bax和p53的表达升高，有效地促进了神经突起的修复连接。另外，本项目选取与Rho GTPases信号通路调节相关的分子，即突起生长导向因子Netrin 1和细胞骨架蛋白Septin 7，研究牵张对神经突起的导向生长的影响及其分子调节机制。通过免疫荧光、MTT、Real-time PCR、Western Blot 和免疫共沉淀等方法，对牵张作用后脊髓神经细胞内的Netrin 1、Septin 7及Rho信号通路分子的表达进行检测，并通过对大鼠L5脊椎牵拉，进行动物在体研究，发现在2.5%牵张能促进Netrin1和Septin7的表达，并且通过其受体DCC的作用，进一步激活RhoGTPase信号通路，对神经突起的靶向延伸进行分子调节。牵张作用于神经细胞后，RhoA表达抑制，Rac1和Cdc42分子表达显著升高，从而有效地促进导向生长分子Netrin1的表达，为神经系统的再生与功能重建提供新的科学思路。